(57)【要約】      （修正有）【課題】第２電極開口部と絶縁層開口部を互いに位置を合わさせて、より精密に形成できる電子放出デバイスと、その製造方法及びこれを用いた電子放出ディスプレイを提供する。【解決手段】第１基板２２上に順次形成される第１電極１２、絶縁層１４と、第１電極１２上に形成される電子放出部２０と、第１電極１２と対向し、電子放出部２０の開口部を有する第２電極１６と、を含む電子放出デバイスの製造方法において、第２電極１６上にマスク層を形成する段階と、第２電極１６を１次エッチングして第２電極開口部１６１を形成する段階と、絶縁層１４を湿式エッチングし、絶縁層１４上面に第２電極開口部１６１より大きい幅の絶縁層開口部１４１を形成する段階と、第２電極１６の中で露出した部位を２次エッチングして、第２電極開口部１６１を拡張する段階と、マスク層１８を除去する段階と、を含んでいる。【選択図】図４
2007258167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板上に形成される第１電極と、前記第１電極上に形成される絶縁層と、前記第１電極上に形成される電子放出部と、前記第１電極と対向するように配置され、前記絶縁層と共に前記電子放出部を開放するための開口部を有する第２電極と、を含む電子放出デバイスの製造方法において、
前記第２電極上に開口部を有するマスク層を形成する段階と、
前記第２電極を１次エッチングして第２電極開口部を形成する段階と、
前記絶縁層を湿式エッチングし、前記絶縁層上面に前記第２電極開口部より大きい幅を有する絶縁層開口部を形成する段階と、
前記第２電極の中で前記マスク層下面から前記絶縁層開口部に向かって、露出した部位を２次エッチングして、前記第２電極開口部を拡張する段階と、
前記マスク層を除去する段階と、
を含むことを特徴とする電子放出デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記２次エッチングは、前記絶縁層開口部に第１のエッチング液を浸透させる湿式エッチングで行われることを特徴とする請求項１に記載の電子放出デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記第２電極開口部は、前記２次エッチングを通じて前記絶縁層開口部よりも大きい幅を有するように拡張されることを特徴とする請求項２に記載の電子放出デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記第１電極が前記第１のエッチング液に対して耐食性を有する導電物質で形成されることを特徴とする請求項２に記載の電子放出デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記マスク層の除去する段階の後に、前記第１電極上に前記電子放出部を形成する段階をさらに含み、
前記電子放出部は、炭素ナノチューブ、黒鉛、黒鉛ナノファイバー、ダイヤモンド、ダイヤモンド状炭素、フラーレン（Ｃ６０）、シリコンナノワイヤー、及びこれらの組み合わせからなる群から選択された物質を含むことを特徴とする請求項１に記載の電子放出デバイスの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載された電子放出デバイスの製造方法によって製造される電子放出デバイスであって、
前記絶縁層開口部の中心と前記第２電極開口部中心との間の離隔距離が０．５μｍ以内であることを特徴とする電子放出デバイス。
【請求項７】
前記第２電極開口部は前記絶縁層開口部よりも大きい幅を有し、前記絶縁層の開口部角部と前記第２電極の開口部角部間との離隔距離が１μｍ以内であることを特徴とする請求項６に記載の電子放出デバイス。
【請求項８】
第１項〜第５項のうちのいずれか一項に記載された方法によって製造される電子放出デバイスと、
真空領域を間において前記第１基板に対向配置される第２基板と、
前記第１基板に向かった前記第２基板の一面に提供される蛍光層と、
前記蛍光層の一面に位置するアノード電極と、を含み、
前記絶縁層開口部の中心と前記第２電極開口部の中心との距離が０．５μｍ以内であることを特徴とする電子放出ディスプレイ。
【請求項９】
前記第２電極開口部は前記絶縁層開口部よりも大きい幅を有し、前記絶縁層の開口部角部と前記第２電極の開口部角部間との離隔距離が１μｍ以内であることを特徴とする請求項８に記載の電子放出ディスプレイ。
【請求項１０】
第１基板上に形成される第１電極と、前記第１電極上に形成される絶縁層と、前記第１電極上に形成される電子放出部と、前記第１電極と対向するように配置され、前記第１絶縁層と共に前記電子放出部を開放するための開口部を有する第２電極と、前記第２電極上に形成される第２絶縁層と、前記第２電極と対向するように配置され、前記第２絶縁層と共に前記開口部に連通される開口部を有する第３電極と、を含む電子放出デバイスの製造方法において、
前記第３電極上に開口部を有する第１マスク層を形成する段階と、
前記第３電極を１次エッチングして第３電極開口部を形成する段階
前記第２絶縁層を湿式エッチングして、前記第２絶縁層上面に前記第３電極開口部よりも大きい幅を有する第２絶縁層開口部を形成する段階と、
前記第３電極の中で前記第１マスク層下面から前記第２絶縁層開口部に向かって、露出した部位を２次エッチングして第３電極開口部を拡張させる段階と、
前記第１マスク層を除去する段階と、
前記第２電極上に開口部を有する第２マスク層を形成する段階と、
前記第２電極をエッチングして、第２電極開口部を形成する段階と、
を含むことを特徴とする電子放出デバイスの製造方法。
【請求項１１】
前記第１絶縁層を湿式エッチングして、前記第１絶縁層上面に前記第２電極開口部よりも大きい幅を有する第１絶縁層開口部を形成する段階と、
前記第２電極の中で前記第２マスク層下面から前記第１絶縁層開口部に向かって、露出した部位を２次エッチングして第２電極開口部を拡張させる段階と、
前記第２マスク層を除去する段階と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の電子放出デバイスの製造方法。
【請求項１２】
前記２次エッチングは、前記第２絶縁層開口部に第２のエッチング液を浸透させる湿式エッチングで行われることを特徴とする請求項１０に記載の電子放出デバイスの製造方法。
【請求項１３】
前記第３電極開口部は、前記２次エッチングを通じて前記第２絶縁層開口部よりも大きい幅を有するように拡張されることを特徴とする請求項１２に記載の電子放出デバイスの製造方法。
【請求項１４】
前記第２電極は、前記第２のエッチング液に対して耐食性を有する導電物質で形成されることを特徴とする請求項１２に記載の電子放出デバイスの製造方法。
【請求項１５】
請求項１０〜１４のうちのいずれか一項に記載された方法によって製造され、
前記第２絶縁層開口部の中心と前記第３電極開口部の中心との距離が０．５μｍ以内であることを特徴とする電子放出デバイス。
【請求項１６】
前記第３電極開口部が前記第２絶縁層開口部よりも大きい幅を有し、前記第２絶縁層開口部の角部と前記第３電極開口部の角部との角部間の距離が１μｍ以内であることを特徴とする請求項１５に記載の電子放出デバイス。
【請求項１７】
第１０項〜第１４項のうちのいずれか一項に記載された方法によって製造される電子放出デバイスと、
真空領域を間において前記第１基板に対向配置される第２基板と、
前記第１基板に対向する前記第２基板の一面に提供される蛍光層と、  前記蛍光層の一面に位置するアノード電極と、を含み、
前記第２絶縁層の開口部の中心と前記第３電極の開口部の中心との間の距離が０．５μｍ以内であることを特徴とする電子放出ディスプレイ。
【請求項１８】
前記第３電極開口部は前記第２絶縁層開口部よりも大きい幅を有し、第２絶縁層の開口部角部と前記第３電極の開口部角部との間の距離が１μｍ以内であることを特徴とする請求項１７に記載の電子放出ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子放出ディスプレイに関し、より詳しくは第２電極と絶縁層に電子放出部からの電子放出経路確保（以下、“開放”という。）のため、前方障害物に開口部を形成した電子放出デバイスと、その電子放出デバイスの製造方法及び前記電子放出デバイスを利用した電子放出ディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に電子放出素子は、電子源の種類によって熱陰極を利用する方式と冷陰極を利用する方式に分類することができる。
【０００３】
ここで、冷陰極を利用する方式の電子放出素子では、電界放出アレイ（ＦＥＡ）型、表面電導エミッション（ＳＣＥ）型、金属−絶縁層−金属（ＭＩＭ）型、及び金属−絶縁層−半導体（ＭＩＳ）型などの電子放出素子が知られている。
【０００４】
この中でＦＥＡ型電子放出素子は、電子放出部と、前記電子放出部と共に駆動電極として一個の第１電極（カソード電極）と一個の第２電極（ゲート電極）を備え、電子放出部の構成し得る物質で仕事関数が低いか縦横比が大きい物質かを用いて、電界によって真空中に電子が放出される原理を用いる。
【０００５】
前記電子放出素子は、第１基板上にアレイを形成しながら配置されて、第１基板と共に電子放出デバイスを構成し、第２基板中第１基板との対向面に蛍光層とアノード電極が形成されて電子放出デバイスと共に電子放出ディスプレイを構成する。
【０００６】
公知のＦＥＡ型電子放出デバイスは、基板上に、第１電極、絶縁層、及び第２電極が順次形成され、第１電極と第２電極との交差領域毎に第２電極と絶縁層に開口部が形成され、第１電極の表面を部分的に露出させ、開口部内側では第１電極の上に電子放出部が配置された形態に構成される。
【０００７】
前記のような構造において、第２電極と絶縁層とは、マスク層を利用した湿式エッチング工程を通じて、それぞれの開口部を形成するのが一般的である。つまり、第２電極を覆うように基板全体にマスク層を形成し、マスク層の開口部によって露出した第２電極部位をエッチングして第２電極開口部を形成した後、第２電極開口部によって露出した絶縁層部位をエッチングして絶縁層開口部を形成する。
【０００８】
しかし、厚さが数千オングストローム（Å）の第２電極と異なり、絶縁層の厚さは数マイクロメーター（μｍ）と厚いだけでなく、湿式エッチングの等方性エッチング特性によって、エッチングの深さが大きくなるほどその幅が次第に拡大する。
【０００９】
その結果、絶縁層はエッチング完了後、第２電極が位置する上面に第２電極開口部より大きい幅の開口部を形成する結果となる。
【００１０】
これによって、第２電極はその一部が絶縁層開口部の上に浮いているようになるため、形状安定性とパターン精密度が低下する。また、絶縁層開口部内側に電子放出部を形成する過程で絶縁層開口部の上に浮いていた第２電極の一部が脱落することがあり、脱落した第２電極の一部が電子放出部または第１電極と接触すると、第１電極と第２電極とが短絡してしまい製品不良を生じることがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、第２電極開口部と絶縁層開口部との位置を合わせて、より精密に形成することができる電子放出デバイスと、その製造方法及びこれを用いた電子放出ディスプレイを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の目的を達成するための本発明に係る電子放出デバイスの製造方法は、前記第１電極上に形成される絶縁層と、前記第１電極上に形成される電子放出部と、前記第１電極と対向するように配置され、前記前記絶縁層と共に前記電子放出部を開放するための開口部を有する第２電極と、を含む電子放出デバイスの製造方法において、前記第２電極上に開口部を有するマスク層を形成する段階と、前記第２電極を１次エッチングして第２電極開口部を形成する段階と、前記絶縁層を湿式エッチングし、前記絶縁層上面に前記第２電極開口部より大きい幅を有する絶縁層開口部を形成する段階と、前記第２電極の中で前記マスク層下面から前記絶縁層開口部に向かって、露出した部位を２次エッチングして、前記第２電極開口部を拡張する段階と、前記マスク層を除去する段階と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
前記２次エッチングは、絶縁層開口部に第１のエッチング液を浸透させる湿式エッチングで構成することができる。前記第２電極開口部は、前記２次エッチングを通じて、絶縁層開口部よりも大きい幅を有するように拡張される。前記第１電極は、前記第１のエッチング液に対して耐食性を有する導電物質で形成することができる。
【００１４】
前記電子放出デバイスの製造方法は、マスク層を除去した後、第１電極上に電子放出部を形成する段階をさらに含み、電子放出部は炭素ナノチューブ、黒鉛、黒鉛ナノファイバー、ダイヤモンド、ダイヤモンド状炭素、フラーレン（Ｃ６０）、シリコンナノワイヤー及びこれらの組み合わせからなる群から選択した物質を含む。
【００１５】
前記の目的を達成するための本発明に係る他の電子放出デバイスの製造方法は、第１基板上に形成される第１電極と、前記第１電極上に形成される絶縁層と、前記第１電極上に形成される電子放出部と、前記第１電極と対向するように配置され、前記第１絶縁層と共に前記電子放出部を開放するための開口部を有する第２電極と、前記第２電極上に形成される第２絶縁層と、前記第２電極と対向するように配置され、前記第２絶縁層と共に前記開口部に連通される開口部を有する第３電極と、を含む電子放出デバイスの製造方法において、前記第３電極上に開口部を有する第１マスク層を形成する段階と、前記第３電極を１次エッチングして第３電極開口部を形成する段階前記第２絶縁層を湿式エッチングして、前記第２絶縁層上面に前記第３電極開口部よりも大きい幅を有する第２絶縁層開口部を形成する段階と、前記第３電極の中で前記第１マスク層下面から前記第２絶縁層開口部に向かって、露出した部位を２次エッチングして第３電極開口部を拡張させる段階と、前記第１マスク層を除去する段階と、前記第２電極上に開口部を有する第２マスク層を形成する段階と、前記第２電極をエッチングして、第２電極開口部を形成する段階と、を含むことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は前記方法によって製造される電子放出デバイスと、この電子放出デバイスを用いた電子放出ディスプレイを提供する。
【００１７】
前記電子放出デバイスにおいて、絶縁層の開口部中心と第２電極の開口部中心との中心間の距離及び第２絶縁層の開口部中心と第３電極の開口部中心との中心間の距離は、０．５μｍ以内に形成する。そして、絶縁層の開口部角部と第２電極の開口部角部間との角部間の距離及び第２絶縁層の開口部角部と第３電極の開口部角部との角部間の離隔距離は、１μｍ以内に形成する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明による電子放出デバイスと電子放出ディスプレイは、前述した製造方法により、第１絶縁層、第２電極、第２絶縁層、及び第３電極に形成される開口部のパターン精密度を高めることができるので、高解像度を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。しかし、本発明は多様な形態に実現することができ、以下に説明する実施形態に限定されない。
【００２０】
図１Ａ〜図１Ｆは、本発明の第１実施形態に係る電子放出デバイスの製造方法を説明するための各製造段階の部分断面図である。
【００２１】
図１Ａを参照すると、基板１０の上に導電膜を形成し、これをパターニングして帯状の第１電極１２を形成する。次に、第１電極１２を覆うように基板１０全体に絶縁物質を塗布して、所定の厚さの絶縁層１４を形成する。絶縁層１４は、スクリーン印刷、乾燥及び焼成過程を１回、または、２回以上繰り返して形成することができ、約３〜５マイクロメーター（μｍ）厚さに形成することができる。
【００２２】
そして、絶縁層１４の上に導電膜を形成し、これをパターニングして、第１電極１２と直交する帯形状の第２電極１６を形成する。第１電極１２は、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）のような透明導電膜で形成することができ、第２電極１６は、クロム（Ｃｒ）やモリブデン（Ｍｏ）のような金属物質で形成することができる。
【００２３】
図１Ｂを参照すると、絶縁層１４と第２電極１６とを覆うように基板１０全体にマスク層１８を形成し、これをパターニングして幅Ｄ１を有する開口部１８１を形成する。
【００２４】
マスク層１８は、フォトレジスト層で形成することができ、部分露光と現像過程とを経て、前述した開口部１８１を形成する。
【００２５】
図１Ｃを参照すると、マスク層開口部１８１によって露出した第２電極１６の部位を第１のエッチング液（第２電極用エッチング液）で除去して、開口部１６１を形成する。第２電極開口部１６１の幅はマスク層開口部１８１の幅と同じ寸法Ｄ１を有する。
【００２６】
図１Ｄを参照すると、マスク層１８をそのまま位置させた状態で第２電極開口部１６１によって露出した絶縁層１４の部位をエッチング液（絶縁層用エッチング液）で除去して、開口部１４１を形成する。
【００２７】
この時、絶縁層１４は、湿式エッチングの等方性エッチング特性によって、エッチングの深さが深くなるほどその幅が次第に拡大するため、第２電極１６が位置する上面に第２電極開口部１６１より大きい幅の開口部１４１を形成する。つまり、絶縁層１４のエッチングが終了した後、マスク層１８と第２電極１６との一部が絶縁層開口部１４１の上に浮いているようになる。
【００２８】
図１Ｅを参照すると、第２電極用エッチング液を利用して、マスク層１８下面から絶縁層開口部１４１に向かって、露出した第２電極１６の部位をエッチングして除去する。この過程は、基板１０とその上に配置された構造物全体を第２電極用エッチング液に浸漬して行う。これにより、第２電極用エッチング液が絶縁層開口部１４１に侵入して、第２電極１６の部位を選択的に除去することができる。
【００２９】
この時、基板上の構造物を第２電極用エッチング液に浸漬する時間を制御して、第２電極開口部１６１の大きさを調節できる。つまり、第２電極用エッチング液に浸漬する時間を長くすると、第２電極用エッチング液がマスク層１８と絶縁層１４の間に侵入して、第２電極開口部１６１の幅が絶縁層開口部１４１の幅よりも大きく形成される。
【００３０】
この過程で第１電極１２の一部が第２電極用エッチング液に接触しても、これでエッチングされないようにするため、第１電極１２は第２電極１６と他の物質、より具体的には第２電極用エッチング液に対して耐食性を有する導電物質で形成される。これによって、第２電極１６エッチング過程で第１電極１２が共にエッチングされることを防止する。
【００３１】
次に、マスク層１８を除去して、図１Ｆに示したように絶縁層開口部１４１内側で第１電極１２の上に電子放出部２０を形成する。
【００３２】
電子放出部２０は、電子放出物質として炭素系物質またはナノメートルサイズ物質を含むことができる。より具体的には、炭素ナノチューブ、黒鉛、黒鉛ナノファイバー、ダイヤモンド、ダイヤモンド状炭素、フラーレン（Ｃ６０）、シリコンナノワイヤー、及びこれらの組み合わせからなる群から選択された物質を含むことができる。
【００３３】
電子放出部２０の製造方法としては、前記電子放出物質にビヒクルとバインダーなどを混合して、印刷に適した粘度を有するペースト状混合物を調製し、この混合物を第１電極１２の上にスクリーン印刷した後、乾燥及び焼成する過程を適用することができる。しかしながらこれに限らず、電子放出部２０の製造方法として、直接成長、化学気相蒸着、またはスパッタリングなどの方法を適用してもよい。
【００３４】
前述した構造で、第１電極１２は電子放出部２０に電流を供給するカソード電極として機能し、第２電極１６はカソード電極との電圧差によって電子放出部２０周囲に電界を形成して電子放出を誘導するゲート電極として機能する。
【００３５】
このように本実施形態の製造方法では、絶縁層開口部１４を形成した後、第２電極１６を再エッチングすることによって、第２電極１６の一部が絶縁層開口部１４１の上に浮かないようにすることにより第２電極１６の形状安定性を高めて、電子放出部２０形成過程で第１電極１２と第２電極１６間の短絡することを防止することができる。
【００３６】
また、一枚のマスク層１８だけを用いる簡単な工程で、第２電極開口部１６１の大きさを実質的に絶縁層開口部１４１と同一に合わせることができるので、第２電極１６のパターン精密度を高めることができる。前述した方法は、第２電極開口部１６１や絶縁層開口部１４１の寸法をより小さく形成する点において利点を有する。
【００３７】
図２は前述した第１実施形態の方法によって製作された電子放出デバイスを撮影した走査電子顕微鏡写真である。
【００３８】
図２に示した電子放出デバイスにおいて、第２電極開口部の中心と絶縁層開口部の中心は互いの間の離隔距離が０．５μｍ以内であって、実質的に一致する結果を得られた。また、第２電極は、絶縁層開口部よりも大きい幅の開口部を形成するのに、第２電極開口部角部は、開口部の周りに沿った絶縁層開口部角部に対して１μｍ以内の離隔距離を有することが観察された。
【００３９】
図３及び図４は、それぞれ前記第１実施形態の方法によって製造された電子放出デバイスを用いた電子放出ディスプレイの部分分解斜視図と部分断面図とを示したものである。
【００４０】
図面を参照すると、電子放出ディスプレイは所定の間隔をおいて平行に対向して配置される第１基板２２と第２基板２４とを含む。第１基板２２と第２基板２４との周縁には密封部材（図示せず）が配置されて、両基板を接合させ、内部空間が約１０−６Ｔｏｒｒの真空度に排気され、第１基板２２、第２基板２４、及び密封部材が真空容器を構成している。
【００４１】
第１基板２２の上には、駆動電極の第１電極１２と第２電極１６とが絶縁層１４を間において、互いに交差する方向に沿って形成され、二個の電極の交差領域毎に第２電極１６と絶縁層１４に開口部１６１、１４１が形成される。そして絶縁層開口部１４１内側で第１電極１２の上に電子放出部２０が位置する。
【００４２】
第２電極１６と絶縁層１４は、前記第１実施形態の方法によって、各自の開口部１６１、１４１を形成することで、第２電極１６は絶縁層開口部１４１角部に対して１μｍ以内の離隔距離を有して、絶縁層開口部１４１より幅広の開口部１６１を形成することができる。
【００４３】
そして、第２基板２４の中で、第１基板２２との対向面には、蛍光層２６、例えば赤色、緑色、及び青色蛍光層２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂが互いに任意の間隔をおいて形成され、各蛍光層２６の間に画面のコントラスト向上のための黒色層２８が形成される。
【００４４】
蛍光層２６は、第１電極１２と第２電極１６の交差領域毎に一つの色を有する蛍光層が対応するように位置する。
【００４５】
蛍光層２６と黒色層２８の上には、アルミニウムなど金属膜のアノード電極３０が形成される。アノード電極３０は、外部から、電子ビームの加速に必要な高電圧が印加されることによって、蛍光層２６を高電位状態に維持させて、蛍光層２６から放射した可視光中、第１基板２２に向かって放射した可視光を第２基板２４側に反射させて、画面の輝度を高める。
【００４６】
第１基板２２と第２基板２４との間には、真空容器に加えられる圧縮力を支持して両基板の間隔を一定に維持させるスペーサ（図示せず）が配置される。前記スペーサは、蛍光層２６に触れないように黒色層２８に対応して位置する。
【００４７】
前述した構成の電子放出ディスプレイは、外部から第１電極１２、第２電極１６、及びアノード電極３０に所定の電圧を供給して駆動する。
【００４８】
例えば、第１電極１２と第２電極１６の中で、一方の電極が走査駆動電圧を印加されて走査電極として機能し、他方の電極がデータ駆動電圧を印加されてデータ電極として機能する。そして、アノード電極３０は、電子ビーム加速に必要な電圧、例えば数百〜数千ボルトの正の直流電圧を印加される。
【００４９】
そうすると、第１電極１２と第２電極１６との電位差が臨界値以上の画素で電子放出部２０の周囲に電界が形成され、これから電子が放出され、放出した電子はアノード電極３０に印加された高電圧に引っ張られて、対応する画素の蛍光層２６と衝突することによってこれを発光させる。この時、画素領域は、第１電極１２と第２電極１６との交差領域として定義することができる。
【００５０】
図５Ａ〜図５Ｊは、本発明の第２実施形態に係る電子放出デバイスの製造方法を説明するための各製造段階の部分断面図を示したものである。
【００５１】
図５Ａを参照すると、基板３４の上に導電膜を形成し、これをパターニングして、帯状の第１電極３６を形成する。
【００５２】
次に、第１電極３６を覆うように基板３４全体に絶縁物質を塗布して第１絶縁層３８を形成する。
【００５３】
第１絶縁層３８の上に導電膜を形成し、これをパターニングして第１電極３６と直交する帯形状の第２電極４０を形成し、第２電極４０を覆うように基板３４全体に絶縁物質を塗布して、第２絶縁層４２を形成する。そして、第２絶縁層４２の上に導電膜を形成して、第３電極４４を形成する。
【００５４】
図５Ｂを参照すると、第３電極４４の上に第１マスク層４６を形成し、これをパターニングして幅がＤ２の開口部４６１を形成する。
【００５５】
次に、図５Ｃを参照すると、第１マスク層開口部４６１によって露出した第３電極４４の部位を第２のエッチング液（第３電極用エッチング液）で除去して、開口部４４１を形成する。第３電極開口部４４１は、第１マスク層開口部４６１と同じ幅Ｄ２を有する。
【００５６】
図５Ｄを参照すると、第１マスク層４６をそのまま位置させた状態で第３電極開口部４４１によって露出した第２絶縁層４２の部位をエッチング液（第２絶縁層用エッチング液）で除去して、開口部４２１を形成する。この時、第２絶縁層開口部４２１は、湿式エッチングの等方性エッチング特性によって、第３電極４４が位置する上面に第３電極開口部４４１よりも大きい幅を有するようになる。
【００５７】
次に、基板３４とその上に形成された構造物全体を第３電極用エッチング液に浸漬して、図５Ｅに示したように第１マスク層４６下面から第２絶縁層開口部４２１を向かって、露出した第３電極４４の部位を選択的に除去する。このような第３電極４４の２次エッチングによって、第３電極４４は第２絶縁層開口部４２１と同一、またはこれより幅が広い開口部４４１を精密に形成することができる。第３電極４４は、電子ビーム集束のための集束電極として機能する。
【００５８】
一方、この過程で第２電極４０の一部が第３電極用エッチング液に露出するため、第２電極４０は第３電極４４と他の物質、より具体的には第３電極用エッチング液に対して耐食性を有する導電物質で形成する。これによって、第３電極用エッチング液によって、第２電極４０が一緒にエッチングされることを防止する。
【００５９】
次に、第１マスク層４６を除去して、図５Ｆに示したように基板３４全体に第２マスク層４８を形成した後、これをパターニングして、第２電極４０の上に幅Ｄ３の開口部４８１を形成する。
【００６０】
次に、図５Ｇを参照すると、第２マスク層開口部４８１によって露出した第２電極４０部位を第２電極用エッチング液で除去して、開口部４０１を形成する。第２電極開口部４０１は、第２マスク層開口部と同一の幅Ｄ３を有する。この時、第２マスク層開口部４８１と第２電極開口部４０１とは、第２絶縁層４２の下面で測定される第２絶縁層開口部４２１よりも小さい幅で形成できる。
【００６１】
図５Ｈを参照すると、第２マスク層４８をそのまま位置させた状態で第２電極開口部４０１によって露出した第１絶縁層３８部位をエッチング液（第１絶縁層用エッチング液）で除去して、開口部３８１を形成する。この時においても、湿式エッチングの等方性エッチング特性によって、第１絶縁層３８は第２電極４０が位置する上面に第２電極開口部４０１よりも大きい幅の開口部３８１を形成する。
【００６２】
次に、基板３４とその上に配置された構造物全体を第２電極用エッチング液に浸漬して、図５Ｉに示したように第２マスク層４８下面から第１絶縁層開口部３８１を向かって、露出した第２電極４０の部位を選択的に除去する。このような第２電極４０の２次エッチングによって、第２電極４０の幅は、第１絶縁層開口部３８１の幅と同一か、またはこれよりも大きい幅を有する開口部４０１を精密に形成することができる。
【００６３】
次に、第２マスク層４８を除去して、図５Ｊに示したように第１絶縁層開口部３８１内側で第１電極３６の上に電子放出部５０を形成する。電子放出部５０の構成物質と製造方法は、前述した第１実施形態と同様にすることができる。
【００６４】
このように本実施形態の製造方法において、第２絶縁層開口部４２１を形成した後、第３電極４４を２次エッチングし、第１絶縁層開口部３８１を形成した後、第２電極４０を２次エッチングすることによって、第３電極４４と第２電極４０との形状安定性を高めることができ、形状精密度に優れた開口部４４１、４０１を容易に形成することができる。
【００６５】
図６及び図７は、各々前述した第２実施形態の製造方法によって製造された電子放出デバイスを用いた電子放出ディスプレイの部分分解斜視図と部分断面図を示したものである。
【００６６】
図面を参照すると、本実施形態の電子放出ディスプレイは、前述した第２実施形態の電子放出デバイスを基本構成として含みつつ、第１基板２２’上に第１絶縁層３８と、第２電極４０の上に第２絶縁層４２を形成し、第２絶縁層４２の上に第３電極４４を形成して構成される。
【００６７】
第３電極４４は、第１電極３６と第２電極４０の交差領域毎に一個の開口部を形成して、一個の画素領域から放出される電子を包括的に集束したり、電子放出部５０毎にこれに対応する一個の開口部を形成して、各電子放出部５０から放出される電子を個別に集束したりすることができる。図面では前者の場合を示している。
【００６８】
第３電極４４は、電子放出ディスプレイ作動時に、０ボルトまたは数〜数十ボルトの負の直流電圧を印加される。これによって、第３電極４４は、開口部４４１を通過する電子に反発力を与えて、この電子を電子ビーム束の中心部に集束させる。
【００６９】
前記第２実施形態に係る電子放出デバイスでは、前記第２実施形態の製造方法を適用することによって、第３電極開口部４４１の中心と第２絶縁層開口部４２１の中心との間の離隔距離が０．５μｍ以内であり、実質的に一致している。第２電極開口部４０１の中心と第１絶縁層開口部３８１の中心との離隔距離も、０．５μｍ以内で実質的に一致している。
【００７０】
このように第３電極開口部４４１の角部は開口部の周りに沿って第２絶縁層開口部４２１の角部に対して１μｍ以内の離隔距離を有し、第２電極開口部４０１の角部も、開口部周りに沿って第１絶縁層開口部３８１の角部に対して１μｍ以内の離隔距離を有する。
【００７１】
以上、本発明の望ましい実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、特許請求の範囲と発明の詳細な説明及び添付図の範囲内で多様に変形して実施可能であり、これらも本発明の範囲に属するものである。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、電子放出デバイスに関する技術分野に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態に係る電子放出デバイスの製造方法を説明するために示した各製造段階の部分断面図である。
【図１Ｂ】本発明の第１実施形態に係る電子放出デバイスの製造方法を説明するために示した各製造段階の部分断面図である。
【図１Ｃ】本発明の第１実施形態に係る電子放出デバイスの製造方法を説明するために示した各製造段階の部分断面図である。
【図１Ｄ】本発明の第１実施形態に係る電子放出デバイスの製造方法を説明するために示した各製造段階の部分断面図である。
【図１Ｅ】本発明の第１実施形態に係る電子放出デバイスの製造方法を説明するために示した各製造段階の部分断面図である。
【図１Ｆ】本発明の第１実施形態に係る電子放出デバイスの製造方法を説明するために示した各製造段階の部分断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る電子放出デバイスの製造方法によって製造された電子放出デバイスを撮影した走査電子顕微鏡の写真である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る電子放出デバイスの製造方法によって製造電子放出デバイスを用いた電子放出ディスプレイの部分分解斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る電子放出デバイスの製造方法によって製造された電子放出デバイスを用いた電子放出ディスプレイの部分断面図である。
【図５Ａ】本発明の第２実施形態に係る電子放出デバイスの製造方法を説明するために示した各製造段階の部分断面図である。
【図５Ｂ】本発明の第２実施形態に係る電子放出デバイスの製造方法を説明するために示した各製造段階の部分断面図である。
【図５Ｃ】本発明の第２実施形態に係る電子放出デバイスの製造方法を説明するために示した各製造段階の部分断面図である。
【図５Ｄ】本発明の第２実施形態に係る電子放出デバイスの製造方法を説明するために示した各製造段階の部分断面図である。
【図５Ｅ】本発明の第２実施形態に係る電子放出デバイスの製造方法を説明するために示した各製造段階の部分断面図である。
【図５Ｆ】本発明の第２実施形態に係る電子放出デバイスの製造方法を説明するために示した各製造段階の部分断面図である。
【図５Ｇ】本発明の第２実施形態に係る電子放出デバイスの製造方法を説明するために示した各製造段階の部分断面図である。
【図５Ｈ】本発明の第２実施形態に係る電子放出デバイスの製造方法を説明するために示した各製造段階の部分断面図である。
【図５Ｉ】本発明の第２実施形態に係る電子放出デバイスの製造方法を説明するために示した各製造段階の部分断面図である。
【図５Ｊ】本発明の第２実施形態に係る電子放出デバイスの製造方法を説明するために示した各製造段階の部分断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る製造方法によって製造された電子放出デバイスを用いた電子放出ディスプレイの部分分解斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る製造方法によって製造された電子放出デバイスを用いた電子放出ディスプレイの部分断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０    基板、
１２    第１電極、
１６    第２電極、
１４    絶縁層、
１８    マスク層、
２０    電子放出部、
２２    第１基板、
２４    第２基板、
２６    蛍光層、
２８    黒色層、
３０    アノード電極、
３４    基板、
３６    第１電極、
３８    第１絶縁層、
４０    第２電極、
４２    第２絶縁層、
４４    第３電極、
５０    電子放出部、
１４１    絶縁層開口部、
１６１    第２電極開口部、
１８１    マスク層開口部、
３８１    第１絶縁層開口部、
４０１    第２電極開口部、
４２１    第２絶縁層開口部、
４４１    第３電極開口部、
４６１    第１マスク層開口部、
４８１    第２マスク層開口部。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図５Ｈ】
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【図５Ｉ】
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【図５Ｊ】
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【図６】
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【図７】
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